紅層與大壩

前言

　　對紅層壩基中的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)問題研究，我們經(jīng)歷了漫長的實踐和認識過程。我國幅員遼闊，紅層出露面積約有46萬km2，是在大江大河上興建水利水電樞紐工程中常遇見的一種壩基巖體。新中國成立以來我們在紅層壩基巖體上成功地建設(shè)了一批水利水電樞紐工程，大量的工程實踐使我們積累了豐富的在紅層上建壩的經(jīng)驗，特別是通過葛洲壩工程的建設(shè)和取得的重大成功，現(xiàn)在我們不再只是停留在認識紅層一般的工程地質(zhì)問題上，而是能夠解決紅層壩基出現(xiàn)的各類地質(zhì)問題。對紅層中剪切帶問題的研究，從建造一改造、從宏觀一微觀、從現(xiàn)象一本質(zhì)、從定性一定量、從現(xiàn)狀一未來等幾個方面都有了一套系統(tǒng)而完整的勘察和科學研究方法，并取得了重要成果。在通過對紅層沉積相的研究尋求軟弱夾層的沉積條件及形成規(guī)律與生成類型等方面已有了重要的進展。對剪切帶的勘探，在葛洲壩工程中采用了大口徑勘探和孔內(nèi)彩色電視觀察與錄像、綜合測井等物探手段，取得了非常滿意的信息。葛洲壩工程壩基巖體中與大壩深層抗滑穩(wěn)定有關(guān)的72層剪切帶多數(shù)是大口徑鉆孔揭示出來的。　　構(gòu)造問題是紅層壩基中的一個重要的基礎(chǔ)地質(zhì)問題，根據(jù)我國紅層的特點，已經(jīng)找出了某些紅層地區(qū)的“構(gòu)造模式”。對紅層壩基中出現(xiàn)的一些特殊的工程地質(zhì)問題，諸如紅層中大都不同程度存在易溶鹽類的問題，易溶鹽的被溶濾，不僅可以直接破壞巖體結(jié)構(gòu)，降低巖體總體強度，增大巖體的透水性，還必將導致對環(huán)境水的污染而直接對大壩混凝土和帷幕以及金屬構(gòu)件等產(chǎn)生化學破壞，在這方面通過大量的工程實踐，已有了很深入的科學研究，并有了很成熟的工程處理辦法。又如深挖基坑導致地應力的重新調(diào)整對巖體的損傷問題，在葛洲壩工程建設(shè)中成功地解決了這一地質(zhì)問題，且能在水工結(jié)構(gòu)上采取相應的措施。早在20世紀60年代，我們就已建立了紅層庫岸的最終與近期塌岸的預測方法，盡管這些方法還不完善，但在解決塌岸預測問題上，已是一個重要的起步。對于粘土巖類巖石中的“微巖溶”（或稱“假喀斯特”現(xiàn)象）問題，從建壩角度看，可構(gòu)成強烈的壩基及繞壩滲漏，但從另一個角度來看，紅層中的“微巖溶”現(xiàn)象，又成為紅層中粘土巖類巖層的特殊的富水層，并使其為工農(nóng)業(yè)服務。

內(nèi)容概要

本書廣泛地收集了國內(nèi)不同地域紅層巖石的物理力學性質(zhì)參數(shù)，并對可能影響強度參數(shù)的因素做了分析，從而論證了在紅層上建筑大壩的可行性及注意事項。包括紅層巖石物理力學、水理性質(zhì)及其影響因素，紅層層間剪切帶問題，紅層的構(gòu)造模式等內(nèi)容。

書籍目錄

上篇  通論第一章  緒論  一、紅層的概念  二、我國紅層的分布  三、我國紅層壩基概況  四、紅層大壩事件第二章  紅層巖石物理力學、水理性質(zhì)及影響因素  一、紅層巖石物理力學性質(zhì)  二、粘土質(zhì)巖類的水理性質(zhì)  三、影響紅層巖石物理力學性質(zhì)的因素第三章  紅層層間剪切帶問題  一、剪切帶的概念  二、層間剪切帶產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)  三、剪切帶的基本類型  四、層間剪切帶發(fā)育的基本規(guī)律  五、剪切帶中不同層帶的性狀  六、層間剪切帶中泥化帶的微結(jié)構(gòu)特征  七、層間剪切帶的抗剪強度及其影響因素  八、層間剪切帶抗剪強度參數(shù)的統(tǒng)計特征與可靠性分析  九、層間剪切帶的演變趨勢  十、層問剪切帶的勘探與監(jiān)測第四章  可溶鹽及環(huán)境水問題  一、紅層中可溶鹽巖的形成環(huán)境  二、易溶鹽的分布及形態(tài)特征（以石膏為例）  三、可溶鹽的特殊性質(zhì)  四、可溶鹽的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)問題第五章  紅層的構(gòu)造模式  一、平緩紅層巖體構(gòu)造模式的初步建立  二、緩傾角斷層形成的力學機制  三、紅層中構(gòu)造引起的工程地質(zhì)問題第六章  紅層中的巖溶及其他幾個特殊工程地質(zhì)問題的提示  一、紅層中的巖溶問題  二、紅層中的其他特殊問題  三、紅層地基的監(jiān)測第七章  紅層邊坡工程地質(zhì)問題  一、概述  二、紅層邊坡的結(jié)構(gòu)類型  三、順層邊坡  四、近水平紅層邊坡  五、順層邊坡開挖過程的穩(wěn)定性支護  六、小浪底進口高邊坡    下篇  實踐篇第八章  葛洲壩水利樞紐工程  一、葛洲壩工程簡介  二、壩基紅層沉積環(huán)境及軟弱夾層沉積規(guī)律  三、壩基巖體卸荷回彈及沉陷變形  四、二江電廠深挖基坑邊坡巖體變形研究及其工程處理  五、壩基強透水帶的發(fā)育特征及其處理  六、葛洲壩水利樞紐若干專門性工程地質(zhì)問題的解決  七、葛洲壩一、二期工程大壩地基工作狀態(tài)的檢查第九章  向家壩工程  一、壩址基本地質(zhì)條件  二、壩區(qū)軟弱夾層  三、壩基巖體（石）特性  四、壩基面選擇及其壩基抗滑穩(wěn)定分析  五、工程建議第十章  五馬水庫工程  一、概況  二、區(qū)域地質(zhì)概況  三、壩址區(qū)工程地質(zhì)  四、主要工程措施建議第十一章  千將坪滑坡  一、氣象  二、區(qū)域構(gòu)造及地震  三、地形地貌  四、地層巖性及構(gòu)造特征  五、水文地質(zhì)條件  六、滑坡邊界條件及物質(zhì)組成  七、千將坪滑坡主要物理力學特性  八、滑坡致滑機理分析  九、主要結(jié)論第十二章  瓦依昂壩及其近壩庫岸滑坡  一、瓦依昂滑坡事件  二、工程概況  三、壩區(qū)地質(zhì)條件  四、蓄水與滑坡過程  五、事故原因分析  六、經(jīng)驗教訓參考文獻

章節(jié)摘錄

　　（10）新疆風城高庫是引額濟克工程西干渠尾部的調(diào)節(jié)水庫，最高蓄水位473.0m，總庫容1億立方米，主要建筑物包括圍庫大壩和放水隧洞。據(jù)勘探和壩基開挖的情況，庫壩區(qū)普遍有次生易溶鹽分布。易溶鹽和中溶鹽在全、強風化地層和斷層破碎帶表部分布較多，含量較高，且在局部地段形成較大面積的富集；弱風化巖體裂隙中易溶鹽主要沿裂隙發(fā)育，不存在大面積富集現(xiàn)象；在平面上風化巖體中易溶鹽富集帶分布的隨機性很大，規(guī)律性不強。水庫蓄水后隨著易溶鹽的不斷溶解，斷層、巖體的透水性增強，水庫將產(chǎn)生滲漏；壩基將產(chǎn)生不均勻沉陷；混凝土及金屬結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生腐蝕等問題。為此，工程設(shè)計從防滲角度已考慮將心墻底板置于弱風化巖體頂部，并在心墻下部設(shè)有防滲帷幕，可以解決全、強風化巖體中易溶鹽溶解直接產(chǎn)生的滲漏問題；為防止壩基變形，將心墻基礎(chǔ)置于弱風化巖體頂部，將壩殼置示強風化巖體中，并對揭露的富集帶或團塊進行了清除或擴挖，從而避免心墻部位因易溶鹽富集引起的不均勻沉陷問題。但仍存在一些問題及隱患，表現(xiàn)為：放水隧洞底板和邊墻襯砌混凝土使用的是425#普通硅酸鹽水泥，而上部高擋墻壩段混凝土澆筑時養(yǎng)護及防滲帷幕灌漿用水滲入巖體，溶解易溶鹽后，已對混凝土和鋼筋產(chǎn)生明顯腐蝕，發(fā)現(xiàn)鋼筋表面已呈黃褐色，表層膨脹疏松，用手指可以剝掉。進口段底板以及洞身段側(cè)墻、底板混凝土均有被腐蝕現(xiàn)象。由于主、副壩心墻底板混凝土和固結(jié)、帷幕灌漿使用的也是425#普通硅酸鹽水泥，水庫蓄水后也存在腐蝕問題，而且心墻底板混凝土一旦遭受腐蝕，滲透水將對使用過渡一分散性土填筑的心墻也將產(chǎn)生不利影響。另外，對于弱風化巖體中的易溶鹽，水庫蓄水前由于地下水位很低，易溶鹽處于固體結(jié)晶狀態(tài)，工程施工時雖然按常規(guī)方法對巖體進行防滲灌漿，但目前尚無資料可以證明灌漿過程中漿液能將巖體中的易溶鹽充分溶解，以形成完整、密實的防滲帷幕。因此，因易溶鹽引起的水庫滲漏問題仍不同程度存在；又由于全、強風化巖體中易溶鹽集中分布的隨機性、偶然性，壩殼地基強風化巖體中難免仍存在易溶鹽集中分布現(xiàn)象，由此可能引起的不均勻沉陷問題也是大壩運行的隱患。針對以上問題，相關(guān)部門又采取了以下補救處理措施：針對水庫滲漏問題適當增加了監(jiān)測設(shè)施；針對放水隧洞已被腐蝕的襯砌混凝土，在表面鑿除后用丙乳砂漿補強，并在隧洞的全部過水斷面上都涂了丙乳防腐材料；過水斷面以上增加了排水孔。以后需在工程運行過程中加強監(jiān)測，及時根據(jù)監(jiān)測情況采取相應措施，以保證工程安全運行。

圖書封面

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